CS195755B1 - Čidlo pro udávání teploty hmoty u strojů na zpracování plastických hmot - Google Patents

Description

Jak známo, používají se k měření teploty termoelektrická čidla. Tato čidla jsou při zpracovávání plastických hmot vystavena tlakům až 200 MPa a teplotám až 670 °K, přičemž jejich funkce nemá být těmito tlaky a teplotami ovlivněna. Přestože konstrukční problémy spojené s koncepcí příslušně odolných čidel byly v podstatě zvládnuty, existují při měření skutečné teploty v tavném kanálu ještě značné problémy vyplývající z odvodu tepla kovovým stykem termočlánku s montážní armaturou a tělesem stroje. Mezi teplotou hmoty v tavném kanálu a teplotou tělesa stroje, v němž je umístěna montážní armatura, mohou odvodem tepla vznikat teplotní rozdíly až 50 K, způsobující nežádoucí odvod tepla z čidla, a tím i chyby v měření.

Chyba měření čidla se obvykle vyjadřuje tak zvanou relativní chybou měření H, která je vyjádřena vztahem

TT _ ^To — ^Tm

T,-T_m ’ kde značí:

T_o — teplota hmoty udávaná čidlem,

T_m — skutečná teplota hmoty v místě měření, Ti — teplota tělesa stroje v místě montáže čidla

Poznatky vyplývající z pokusu ukazují, že pro exaktní měření teploty musí Být relativní chyba měření H menší než 0,1.

Je známo čidlo- k měření teploty hmoty, které má iia stopce termočlánku uspořádáno topné, popřípadě chladicí zařízení pro kompenzaci rozdílu mezi skutečnou teplotou hmoty a teplotou tělesa stroje. Relativní chyba měření H je sice působením tohoto tepelně kompenzačního zařízení malá a výsledky měření jsou přesnější, avšak náklady na instalaci takového zařízení jsou poměrně značné.

U jiného známého měřícího zařízení je měřicí čidlo kovově spojeno s držákem a provedeno v délce desetinásobného- průměru drátu. Měřicí čidlo je vestavěno rovnoběžně s tavným kanálem, a to v poloze ležaté.

Nevýhodou tohoto provedení je poměrně velká délka čidla, která vyplývá z potřeby dosáhnout malé chyby vyvolávané odvodem tepla kovovým spojením měřicího čidla s držákem a určité montážní potíže při umísťování čidla v tavném kanálu, způsobené délkou měřicího čidla.

Dále je známo měřicí zařízení, u něhož je měřicí čidlo· uspořádáno v příčné stojině vytvořené v tavném kanálu, přičemž špička měřicího čidla je ve směru tečení roztaveného· materiálu. Tímto uspořádáním se sice montáž měřicího čidla usnadní, avšak v tavném kanálu vznikají nevýhodné mrtvé prostory, které mohou velmi nepříznivě narušit tok roztaveného materiálu.

Je známo také provedení měřicího zařízení s malou hmotou, u něhož je odvod tepla měřicího čidla podstatně snižován izolací.

Nevýhodou tohoto· provedení měřicího zařízení je nevhodný tvar z hlediska proudění a neúčelné uspořádání měřicího· čidla a dále nutná korekce měřené hodnoty, aby bylo možno zjistit skutečnou teplotu hmoty.

Účelem vynálezu je umožnit přesné zjištění skutečné teploty hmoty bez provádění korekce měřené hodnoty a jednoduchý dozor nad teplotou, jakož i řízení technologického procesu bez nutnosti vynakládat na to velké úsilí. Konečným cílem je zvýšení kvality zpracovávané plastické hmoty. Zároveň má být usnadněna montáž čidla.

Úkolem vynálezu je vytvořit čidlo pro udávání teploty hmoty u strojů na zpracování plastických hmot s relativní chybou měření H menší než 0,1 s velkou citlivostí, popřípadě s měřením teploty v několika bodech průřezu tavného· kanálu.

Úloha je řešena vytvořením čidla pro vídávání teploty hmoty u strojů na zpracovávání plastických hmot k přesnému měření teploty v tavném kanálu, sestávající v podstatě z plášťovariého vodiče tvořícího termočlánek tepelně izolovaný v montážní armatuře, s měřicí části zasahující v místě měření do tavného kanálu, jehož podstata je v tom, že plášťovaný vodič, o průměru d menším než 2 mm, je zasazen do· tepelně izolační hmoty a měřicí část plášťovaného vodiče o délce li rovné od tří do pěti průměrů d, obtékaná taveninou, je zasunutá v místě, měření natolik do tavného kanálu, že osy měřicí části plášťovaného vodiče a tavného kanálu jsou navzájem rovnoběžné a špička měřicí části plášťovaného vodičé je namířena proti směru toku taveniny, přičemž plášťovaný vodič je spojen ve vzdálenosti 13, rovné nejméně patnácti průměrům d od špičky měřicí části, v místě spojeni se šroubením, popřípadě uzávěrem nebo upevňovacím kroužkem.

Podle vynálezu může být plášťovaný vodič uložen v tepelně izolační hmotě v ochranném pouzdru zasahujícím do· tavného kanálu. Ochranné pouzdro je eliptického průřezu, na něj je připojena spojovací trubka, na kterou je dále napojeno· sroubení opatrené značkou směru proudění taveniny, a montážní armatura, sestávající z ochranného pouzdra, spojovací trubky a sroubení, je pomocí přítlačného kusu upevněna v otvoru stěny tavného kanálu.

Aby se umožnilo měřit teplotu v tavném kanálu v několika bodech, jsou podle vynálezu v tepelně izolační hmotě uloženy nejméně dva plášťované vodiče v montážní armatuře, sestávající z ochranného pouzdra, spojovací trubky a sroubení a na ochranném pouzdru jsou vytvořeny nejméně dva vruby v rozličné hloubce tavného kanálu, z nichž jsou do tavného kanálu vysunuty měřicí části plášťovaných vodičů.

Podle jiného provedení čidla podle vynálezu jsou nejméně dva plášťované vodiče uloženy v radiálním otvoru, opatřeném nátrubkem a vyplněném tepelně izolační hmotou, a to v protlačovací desce uložené v tavném kanálu, přičemž měřicí části plášťovaných vodičů jsou vysunuty nejméně ze dvou zapuštění, uspořádaných na poloměrech protlačovací desky, spojených s radiálním otvorem, a to· do tavného kanálu a plášťované vodiče jsou spojeny s uzávěrem nátrubku v místě spojení.

Čidlo je možno podle vynálezu vytvořit i tak, že plášťovaný vodič, uložený v ochranném pouzdru, které je zašroubováno· do· kónického ochranného pouzdra vyplněného tepelně izolační hmotou ve strojní části, je v místě spojení vodivě spojen s upevňovacím kroužkem a je vyveden kanálem jako· měřicí vedení ze strojní části, přičemž mezi upevňovacím kroužkem a strojní částí je uspořádán drážkovaný opěrný kotouč a měřící část plášťovaného vodiče je vysunuta z kónického ochranného pouzdra do tavného kanálu.

Další možné provedení čidla podle vynálezu se vyznačuje tím, že plášťovaný vodič, uspořádaný v kónické zátce vytvořené z tepelně izolační hmoty a zalisované do otvoru strojní části, který je v místě spojení vodivě spojen s upevňovacím kroužkem, je vyveden v kanálu ze strojní části jako měřicí vedení, přičemž pro nastavení vzdálenosti b, mezi špičkou, měřicí části plášťovaného vodiče a místem spojení s upevňovacím kroužkem, je mézi opěrným kotoučem umístěným za upevňovacím kroužkem a strojní částí uspořádán drážkovaný izolační kotouč a měřicí část plášťovaného vodiče je vysunuta z kónické zátky do tavného· kanálu.

Výhoda vynálezu oproti dosavadnímu stavu techniky je v kvalitativním zlepšení měření teploty tím, že odvod tepla z měřicí části je menší, čímž relativní chyba měření H klesne pod hodnotu 0,1, takže není nutno provádět žádné korekce měření a zlepšením regulace technologického procesu se zvýší i jakost zpracovávané plastické hmoty. Vyvinutý princip měření teploty hmoty pomocí vynalezeného čidla vytváří lepší předpo·klady pro účelné měření teploty hmyzu jak v jednom, tak i v několika bodech, přičemž používané měřicí prvky lze jednoduše zabudovat do tavného kanálu, popřípadě příslušných částí stroje. Tak například vícebodový měřič tvaru protlačoivací desky je výhodný tím, že vylučuje vznik mrtvých prostorů a poruch proudění v tavném kanálu.

Pět příkladů praktického* provedení vynálezu je znázorněno* na výkresech, a to na obr. 1 zašroubovatelné čidlo pro měření v jednom bodě, zobrazené v řezu, na obr. 2 zašroubovatelné čidlo pro měření v několika bodech, zobrazené v podélném řezu, na obr. 3 řez A — A z obr. 2, na obr. 4 čidlo ve tvaru clonky pro měření v několika bodech, zobrazené v pohledu zepředu s částečným řezem, na obr. 5 řez B — B z obr. 4, na obr. 6 zašroubovatelné čidlo v podélném řezu, a na obr. 7 čidlo tvaru zátky, zobrazené v podélném řezu.

Čidlo pro* měření teploty v jednom bodě, znázorněné na obr. 1, je opatřeno· plášíovaným vodičem 6, který je uložen v armatuře vyplněné tepelně izolační hmotou 10 a sestávající z ochranného pouzdra 7, jehož průřez je eliptický, dále ze spojovací trubky 11 a sroubení 13. Měřicí část 5 plášťovaného vodiče 6, obklopená roztavenou plastickou hmotou v délce li v rozsahu tří až, pěti průměrů d plášťovaného* vodiče 6, vyčnívá v místě měření do tavného kanálu 1 natolik, že střední osy měřicí části 5 a tavného kanálu 1 jsou navzájem rovnoběžné. Špička měřicí části 5 je zaměřena proti směru tečení taveniný, znázorněnému šipkou 2. Místo 12 spojení plášťovaného vodiče 6 se sroubením 13 je vzdáleno od špičky měřicí části 5 o vzdálenost b, která činí nejméně patnáct průměrů d plášťovaného vodiče 6. Sroubení 13 je opatřeno značkou 14 směru tečení, aby bylo možno určit polohu měřicí části 5 v tavném kanálu 1 při montáží čidla. Ve sroubení 13 tvoří piášťovaný vodič 6 měřicí vedení 15 ukončené přípojem 16. Měřicí část 5 plášťovaného vodiče 6, zasahující do* taveniný, je hákovitě ohnuta, což zvětšuje délku ponořené části plášťovaného vodiče 6 bez zvětšení rozměrů stopky. Jednostranné kapsovité vybrání otvoru ochranného pouzdra 7 usnadňuje ohýbání plášťovaného vodiče 6.

Čidlo pro* měření teploty v několika bodech tavného kanálu 1, znázorněné na obr. 2 pro měření ve třech bodech, je opatřeno tolika plášťovanými vodiči 6, v několika bodech se teplota taveniný zjišťuje. Pláštované vodiče 6 jsou uloženy v armatuře sestávající z ochranného pouzdra 7, spojovací trubky 11 a sroubení 13, přičemž armatura je vyplněna tepelně izolační hmotou 10. V ochranném pouzdře 7 je provedeno tolik vrubů 8, kolika plášťovanými vodiči 6 je čidlo vybaveno, přičemž každý vrub 8 je vytvořen v jiné hloubce tavného kanálu 1. Z každého vrubu 8 vyčnívá měřicí část 5 plášťovaného vodiče 6.

Uspořádání měřicí části 5 plášťovaného vodiče 6 je zřejmé z obr. 3, znázorňujícího řez ochranným pouzdrem 7 v místě vrubu 8.

Jinak je konstrukční provedení čidla pra měření teploty v několika bodech obdobné jako u čidla pro měření v jednom bodě.

Čidlo pro měření teploty v několika bodech, vytvořené ve tvaru clonky uspořádané v tavném, kanálu 1, které je znázorněno na obr. 4, je opatřeno nejméně dvěma plášťovanými vodiči 8, které jsou uloženy v radiálním otvoru 18 protlačovací desky 17, přičemž radiální otvor 18 je vyplněn tepelně izolační hmotou 10 a opatřen nátrubkem 20,

Na čelní straně protlačovací desky 17 je o* tolika různých průměrech, kolik má čidlo plášťovaných vodičů, vytvořen stejný počet zapuštění 19 spojených s radiálním otvorem 18. Měřicí části 5 plášťovaných vodičů G vyčnívají ze zapuštění 19 obdobně, jak znázorněno na obr. 1. Plášťované vodiče 6 jsou v místě 12 spojení spojeny s uzávěrem nátrubku 22.

Čidlo lze vytvořit i jako pouzdro zašroubovené bezprostředně do strojní části 28, umístěné v tavném kanálu 1, jak znázorněno na obr. 6.

Piášťovaný vodič 6 je uložen v kónickém ochranném pouzdru 27 zašroubovaném ve strojní části 28, přičemž ochranné pouzdro 27 je vyplněno tepelně izolační hmotou 10. Piášťovaný vodič 6 je v místě 12 spojení vodivě spojen s upevňovacím kroužkem 22. Síly, vyvolané tlakem proudící taveniný, jsou podchyceny tak, že upevňovací kroužek se opírá pomocí drážkovaného* opěrného kotouče 23 o strojní část 28. Piášťovaný vo-'' dič 6 je vyveden ze strojní části 28 jako měřicí vedení 15 kanálem 2S. Měřicí část 5 plášťovaného vodiče 8 vyčnívá z kónického ochranného* pouzdra 27 v místě měření tak, že její špička směřuje proti směru taveniny, znázorněnému šipkou 2.

Čidlo* je možno vytvořit také ve tvaru zátky, jak znázorněno na obr. 7. Piášťovaný vodič 6 je uložen v kónické zátce 25 vytvořené 7, tepelně izolační hmoty 10 a zalisované do otvoru strojní části 28. Piášťovaný vodič 6 je v místě 12 spojení vodivě spojen s upevňovacím kroužkem 22, za nímž je uspořádán drážkovaný opěrný kotouč 23, který se opírá o strojní _tčást 28 pomocí drážkovaného izolačního kotouče 24 a tak zachycuje síly vznikající působením proudící taveniný na piášťovaný vodič 6.

Použití drážkovaného izolačního kotouče 24 umožňuje zmenšit vzdálenost I3 mezi špičkou měřicí části 5 a místem 12 spojení na pouhý desetinásobek d plášťovaného vodiče G.

Měřicí část 5 plášťovaného vodiče 6 vyčnívá z kónické zátky 25 opět proti směru proudění taveniný, znázorněnému šipkou 2. Piášťovaný vodič 6 je vyveden ze strojní součásti 28 jako měřicí vedení 15 kanálem

Claims (6)

1. PŘEDMĚT

   1. Čidlo pro udávání teploty hmoty u strojů na zpracovávání plastických hmot k přesnému měření teploty v tavném kanálu, sestávající v podstatě z plášťovaného vodiče, tvořícího termočlánek tepelně izolovaný v montážní armatuře, s měřicí částí zasahující v místě měření do tavného kanálu, vyznačující se tím, že plášťovaný vodič (6j, o průměru d menším než 2 mm, je zasazen do tepelně izolační hmoty (10) a měřicí část (5) plášťovaného vodiče (6), o délce li rovné od tří do pěti průměrů d, obtékaná taveninou, je vysunuta v místě měření natolik do tavného kanálu (1), že osy měřicí části (5) plášťovaného vodiče (6) a tavného kanálu (1) jsou navzájem rovnoběžné a špička měřicí části (5) plášťovaného vodiče (6) je namířena proti směru toku taveniny, přičemž plášťovaný vodič (6) je spojen se Sroubením (13), popřípadě uzávěrem (21) nebo· upevňovacím kroužkem (22) vodivým spojením ve vzdálenosti I3 mezi špičkou měřicí části (5) a místem spojení (12) vodivým spojením, rovné nejméně patnácti průměrům d plášťovaného vodiče (6).
2. 2. Čidlo podle bodu 1 vyznačující se tím, že plášťovaný vodič (6) je uložen v tepelně izolační hmotě (10) v ochraném pouzdru (7j zasahujícím clo tavného kanálu (1), přičemž ochraně pouzdro (7) je eliptického průřezu a je na něj připojena spojovací trubka (11), na níž je dále napojeno sroubení (13) opatřené značkou (14) směru proudění taveniny a montážní armatura, sestávající z ochranného pouzdra (7), spojovací trubky (11) a sroubení (13), je pomocí přítlačného kusu (9) upevněna v otvoru (4) stěny (3) tavného kanálu (1).
3. 3. Čidlo podle bodů 1 a 2 vyznačující se tím, že v tepelně izolační hmotě (10) jsou uloženy nejméně dva plášťované vodiče [6] v montážní armatuře, sestávající z ochranného pouzdra (7), spojovací trubky (11) a sroubení (13) a na ochranném pouzdru (7) jsou vytvořeny nejméně dva vruby (8j v rozličné hloubce tavného kanálu (1), z nichž jsou do tavného kanálu (1) vysunuty měřicí části (5) plášťovaných vodičů (6).

   VYNÁLEZU
4. 4. Čidlo· podle bodu 1 vyznačené tím, že nejméně dva plášťované vodiče (6) jsou uloženy v radiálním otvoru (18), vytvořeném v protlačovací desce (17) uložené v tavném kanálu (1) a opatřeném nátrubkem (20) a vyplněném tepelně izolační hmotou (10), přičemž měřicí Části (5) plášťovaných vodičů (6) jsou vysunuty do tavného· kanálu (1) nejméně ze dvou zapuštění (19) uspořádaných na různých poloměrech pro·· tlačovací desky (17), spojených s radiálním otvorem (18) a plášťované vodiče (6) jsou spojeny v místě (12) spojení s uzávěrem (21) nátrubku (20).
5. 5. Čidlo podle bodu 1 vyznačující se tím, že plášťovaný vodič (6), uložený v kónickém ochranném pouzdru (27) upevněném ve strojní části (28) a vyplněném tepelně izolační hmotou (10), je v místě (12) spojení vodivě spojen s upevňovacím kroužkem (22) a je vyveden ze strojní části (28) kanálem (26) jako měřicí vedení (15), přičemž mezi upevňovacím kroužkem (22) a strojní částí (28) je uspořádán drážkovaný opěrný kotouč (23) a měřicí část (5) plášťovaného vodiče (6) je vysunuta z kónického ochranného pouzdra (27) do tavného kanálu (1).
6. 6. Čidlo podle bodu 1 vyznačující se tím, že plášťovaný vodič (8), uspořádaný v kónické zátce (25) vytvořené z tepelně izolační hmoty (10) a zalisované do otvoru strojní části (28), který je v místě (12) spojení vodivě spojen s upevňovacím kroužkem (22), je vyveden ze strojní části (28) kanálem (26) jako měřicí vedení (15), přičemž pro zmenšení nutné velikosti vzdálenosti I3 mezi špičkou měřicí části (5) plášťovaného vodiče (6) a místem (12) spojení s upevňovacím kroužkem (22) na desetinásobek průměru d plášťovaného vodiče (6), je mezi drážkovaným opěrným kotoučem (23), umístěným za upevňovacím kroužkem (22) a strojní části (28) uspořádán drážkovaný izolační kotouč (24) a měřicí část (5) plášťovaného vodiče (6) je vysunuta z kónické zátky (25) do· tavného kanálu (1).